(57)【要約】【課題】少ない部品点数と高いシール性とを両立でき、しかも小型化と強度確保とを実現し易いスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】スクロール型流体機械の駆動機構は、第１軸Ｏ１周りに回転可能に設けられた駆動軸１３と、駆動軸１３と一体回転可能に設けられ、第２軸Ｏ２を中心軸とする円筒状に外周面１６ａが形成された偏心ピン１６と、外周面１８ｄが可動スクロール９に固定され、内周面１８ｅが偏心ピン１６の外周面１８ｅと当接して第３軸Ｏ３周りに回転可能な軸受装置１８とからなる。第１軸Ｏ１、第２軸Ｏ２及び第３軸Ｏ３は、互いに平行であって、互いに偏心している。第１軸Ｏ１、第２軸Ｏ２及び第３軸Ｏ３は、駆動軸１３の回転によって偏心ピン１６が軸受装置１８に押付力を付与可能に設定されている。【選択図】図２
2010190074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと、該固定スクロールと噛み合う可動スクロールと、該固定スクロールに対して該可動スクロールを公転可能に駆動する駆動機構と、該固定スクロールに対して該可動スクロールを自転不能に支持する自転防止機構とを備えたスクロール型流体機械において、
前記駆動機構は、第１軸周りに回転可能に設けられた駆動軸と、
該駆動軸と一体回転可能に設けられ、該第１軸と平行であって該第１軸から偏心した第２軸を中心軸とする円筒状に外周面が形成された偏心ピンと、
外周面が前記可動スクロールに固定され、内周面が該偏心ピンの該外周面と当接して該第１軸及び該第２軸と平行であって該第１軸及び該第２軸から偏心した第３軸周りに回転可能な軸受装置とからなり、
該第１軸、該第２軸及び該第３軸は、該駆動軸の回転によって該偏心ピンが該軸受装置に押付力を付与可能に設定されていることを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記第３軸から前記第１軸に向かう延長線上に重心をもつカウンターウェイトを備え、
前記駆動軸、前記偏心ピン及び該カウンターウェイトは一体である請求項１記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記第３軸から前記第１軸に向かう延長線上に重心をもつカウンターウェイトを備え、
前記偏心ピン及び該カウンターウェイトは、前記駆動軸に一体に固定されている請求項１記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１、２に開示されたスクロール型流体機械が知られている。これらのスクロール型流体機械は、固定スクロールと、固定スクロールと噛み合う可動スクロールと、固定スクロールに対して可動スクロールを公転可能に駆動する駆動機構と、固定スクロールに対して可動スクロールを自転不能に支持する自転防止機構とを備えている。
【０００３】
特許文献１開示のスクロール型流体機械の駆動機構は、第１軸周りに回転可能に設けられた駆動軸と、駆動軸と一体回転可能に設けられ、第２軸を中心軸とする円筒状に外周面が形成された偏心ピンとを有している。第１軸と第２軸とは互いに平行であり、互いに偏心している。また、この駆動機構は偏心ピン周りに円筒状の軸受装置を有している。軸受装置の回転中心も第２軸である。軸受装置の外周面は可動スクロールに固定され、軸受装置の内周面は偏心ピンの外周面と当接して第２軸周りに回転可能になっている。
【０００４】
この駆動機構を採用したスクロール型流体機械は、駆動軸が第１軸周りに回転駆動されることにより、偏心ピンが第１軸周りに旋回し、可動スクロールは、軸受装置及び自転防止機構との協働により、第２軸周りに公転する。また、このスクロール型流体機械は、後述する特許文献２開示のブッシュを有さないことから、部品点数が少ないという長所を有している。
【０００５】
また、特許文献２開示のスクロール型流体機械の駆動機構も、第１軸周りに回転可能に設けられた駆動軸と、駆動軸と一体回転可能に設けられ、第２軸を中心軸とする円筒状に外周面が形成された偏心ピンとを有している。この駆動機構における第１軸と第２軸とも互いに平行であり、互いに偏心している。また、この駆動機構は、偏心ピン周りにブッシュを有し、ブッシュ周りに軸受装置を有している。ブッシュ及び軸受装置の回転中心は、第１軸及び第２軸と平行であり、かつ第１軸及び第２軸から偏心している第３軸である。軸受装置の外周面は可動スクロールに固定され、軸受装置の内周面がブッシュの外周面と当接し、かつブッシュの内周面が偏心ピンの外周面と当接して第３軸周りに回転可能になっている。第１軸、第２軸及び第３軸は、駆動軸の回転によって偏心ピン及びブッシュが軸受装置に押付力を付与可能に設定されている。
【０００６】
この駆動機構を採用したスクロール型流体機械は、駆動軸が第１軸周りに回転駆動されることにより、偏心ピンが第１軸周りに旋回し、ブッシュは第２軸周りの揺動が許容されながら第１軸周りに旋回する。そして、可動スクロールは、軸受装置及び自転防止機構との協働により、第３軸周りに公転する。この際、偏心ピン及びブッシュが軸受装置に押付力を付与するため、固定スクロールと可動スクロールとのシール性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５７−２０４４０１号公報
【特許文献２】特開昭６１−８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記両スクロール型流体機械は、少ない部品点数と高いシール性との選択的な効果しか発揮できず、これら両効果を奏することができない。
【０００９】
また、高いシール性を確保するために上記特許文献２開示の駆動機構を採用した場合、偏心ピンと可動スクロールとの間にブッシュ及び軸受装置を設ける必要があるため、小型のスクロール型流体機械では、偏心ピンを細く設計せざるを得ず、偏心ピンの強度確保を実現し難い。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、少ない部品点数と高いシール性とを両立でき、しかも小型化と強度確保とを実現し易いスクロール型流体機械を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のスクロール型流体機械は、固定スクロールと、該固定スクロールと噛み合う可動スクロールと、該固定スクロールに対して該可動スクロールを公転可能に駆動する駆動機構と、該固定スクロールに対して該可動スクロールを自転不能に支持する自転防止機構とを備えたスクロール型流体機械において、
前記駆動機構は、第１軸周りに回転可能に設けられた駆動軸と、
該駆動軸と一体回転可能に設けられ、該第１軸と平行であって該第１軸から偏心した第２軸を中心軸とする円筒状に外周面が形成された偏心ピンと、
外周面が前記可動スクロールに固定され、内周面が該偏心ピンの該外周面と当接して該第１軸及び該第２軸と平行であって該第１軸及び該第２軸から偏心した第３軸周りに回転可能な軸受装置とからなり、
該第１軸、該第２軸及び該第３軸は、該駆動軸の回転によって該偏心ピンが該軸受装置に押付力を付与可能に設定されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
本発明のスクロール型流体機械は、駆動軸が第１軸周りに回転することにより、偏心ピンが第１軸周りに旋回する。そして、可動スクロールは、軸受装置及び自転防止機構との協働により、第３軸周りに公転する。この際、偏心ピンが軸受装置に押付力を付与するため、固定スクロールと可動スクロールとのシール性が高められる。また、このスクロール型流体機械は、従来のブッシュを有さないことから、部品点数が少ないという長所を有している。
【００１３】
また、本発明のスクロール型流体機械は、偏心ピンと可動スクロールとの間に従来のブッシュを設ける必要がないことから、小型のスクロール型流体機械でも、偏心ピンを太く設計することができ、偏心ピンの強度確保を実現し易い。
【００１４】
したがって、本発明のスクロール型流体機械によれば、少ない部品点数と高いシール性とを両立でき、しかも小型化と強度確保とを実現し易い。このため、このスクロール型流体機械は、軽量化及び小型化が容易になって車両等への搭載性を向上させることができるとともに、製造が容易になって製造コストの低廉化を実現することが可能である。
【００１５】
本発明のスクロール型流体機械は、第３軸から第１軸に向かう延長線上に重心をもつカウンターウェイトを備え得る。そして、駆動軸、偏心ピン及びカウンターウェイトは一体であることが可能である（請求項２）。この場合、部品点数の削減をより実現することができる。なお、カウンターウェイトは、可動スクロールの公転に伴う遠心力を相殺する役割をはたす。
【００１６】
また、本発明のスクロール型流体機械は、偏心ピン及びカウンターウェイトは、駆動軸に一体に固定されていることが可能である（請求項３）。この場合、偏心ピン及びカウンターウェイトを構成する部品を駆動軸とは別体として製造し、その部品の種類を多くして種々の諸元のスクロール型流体機械の製造を可能にしながら、駆動軸の汎用性を維持して製造コストの上昇を最低限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１のスクロール型圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１のスクロール型圧縮機に係り、要部の拡大断面図である。
【図３】実施例１のスクロール型圧縮機に係り、要部の正面図である。
【図４】実施例１のスクロール型圧縮機に係り、要部の拡大正面図である。
【図５】実施例２のスクロール型圧縮機に係り、要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をスクロール型圧縮機に具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（実施例１）
実施例１の圧縮機は、図１に示すように、有底筒状のフロントハウジング１と蓋状のリヤハウジング２とからなるハウジング３を備えている。フロントハウジング１内には、軸支部材４が設けられているとともに、軸支部材４の後方に固定スクロール５が設けられている。フロントハウジング１とリヤハウジング２とは、軸支部材４及び固定スクロール５を互いに当接させた状態で収納しながら、フロントハウジング１の後端とリヤハウジング２の前端とが互いに突き合わされ、ボルト６によって相互に固定されている。そして、フロントハウジング１と軸支部材４とにより吸入室７が形成され、固定スクロール５とリヤハウジング２とにより吐出室８が形成されている。
【００２０】
軸支部材４は、筒状の本体部４ａと、本体部４ａの後端の開口縁から外側に張り出す鍔部４ｂとからなる。本体部４ａの中央には軸孔４ｃが貫通して形成されている。４ｂはフロントハウジング１の内周面に形成された段差１ａに当接して前止まりされている。軸支部材４の後端部には、後述する可動スクロール９の自転を規制する自転阻止ピン１０ａが３個以上固定されている。
【００２１】
フロントハウジング１の底壁１ｂの内面中央には軸受装置１１が設けられ、軸支部材４の本体部４ａ内には軸受装置１２が設けられている。軸受装置１１、１２には前後で軸方向に延びる駆動軸１３が第１軸Ｏ１回りに回転可能に支持されている。軸支部材４と駆動軸１３との間には封止用のシール材１４がサークリップ１５によって介装されている。
【００２２】
駆動軸１３の後端には円柱状の偏心ピン１６が後方に突出して形成されている。図２〜４に示すように、偏心ピン１６の外周面１６ａは第２軸Ｏ２を中心軸とする円筒状に形成されている。第２軸Ｏ２は第１軸Ｏ１と平行であって第１軸Ｏ１から偏心している。
【００２３】
また、図１に示すように、駆動軸１３の後端には扇状のカウンターウェイト１７が径方向に膨出して形成されている。図２に示すように、駆動軸１３、偏心ピン１６及びカウンターウェイト１７は一体である。
【００２４】
図１に示すように、固定スクロール５は、基壁５ａ及び外周壁５ｂによって有底筒状をなす固定側基板５ｃと、外周壁５ｂの内側でかつ基壁５ａの前面に立ち上げられた固定側渦巻壁５ｄとからなる。
【００２５】
一方、固定スクロール５には可動スクロール９が噛み合わされている。可動スクロール９は、円板状の可動側基板９ａと、可動側基板９ａの後面に立ち上げられた可動側渦巻壁９ｂとからなる。
【００２６】
可動スクロール９の可動側基板９ａには、図２に示すように、前方に突出するボス９ｃが形成されている。ボス９ｃの内周面９ｄは第３軸Ｏ３を中心軸とする円筒状に形成されている。第３軸Ｏ３は第１軸Ｏ１及び第２軸Ｏ２と平行であって第１軸Ｏ１及び第２軸Ｏ２から偏心している。
【００２７】
偏心ピン１６と可動スクロール９のボス９ｃとの間には軸受装置１８が設けられている。軸受装置１８は外輪１８ａ、ボール１８ｂ、内輪１８ｃ及び図示しない保持器からなる。外輪１８ａの外周面１８ｄはボス９ｃの内周面９ｄに圧入等によって固定されている。内輪１８ｃの内周面１８ｅは偏心ピン１６の外周面１６ａと線当たりで当接している。軸受装置１８の内輪１８ｃは第３軸Ｏ３周りに回転可能になっている。
【００２８】
駆動軸１３、偏心ピン１６及び軸受装置１８が駆動機構を構成している。図３及び図４に示すように、第３軸Ｏ３は第１軸Ｏ１から第１方向（図では上方向）に偏心している。第２軸Ｏ２は第１軸Ｏ１及び第３軸Ｏ３から第２方向（図では右上方向）に偏心している。偏心ピン１６は、第３軸Ｏ３に対して第２軸Ｏ２が位置する方向（図では右方向）に第１軸Ｏ１周りで回転するようになっている。カウンターウェイト１７の重心Ｃ１は第３軸Ｏ３から第１軸Ｏ１に向かう延長線上に存在する。
【００２９】
図１に示すように、固定スクロール５と可動スクロール９とは、各渦巻壁５ｄ、９ｂを介して互いに噛み合わされ、各渦巻壁５ｄ、９ｂの先端が相手側の基板５ｃ、９ａ上を摺動可能に構成されている。可動側基板９ａの前面には、図２に示すように、自転阻止ピン１０ａの先端部を遊嵌状態で受ける自転阻止孔１０ｂが３個以上凹設されている。各自転阻止孔１０ｂには円筒状のリング１０ｃが遊嵌されており、各自転防止ピン１０ａはリング１０ｃの内周面を摺動及び転動するようになっている。自転阻止孔１０ｂ、リング１０ｃ及び自転防止ピン１０ａが自転防止機構を構成している。
【００３０】
図１に示すように、固定側基板５ｃ及び固定側渦巻壁５ｄと、可動側基板９ａ及び可動側渦巻壁９ｂとの間には、圧縮室１９が形成されている。また、可動側基板９ａの前面側（可動側基板９ａを挟んで圧縮室１９とは反対の背面側）であって、かつ可動側基板９ａと軸支部材４との間には、駆動軸１３の後端が臨む背圧室２０が形成されている。さらに、軸支部材４、外周壁５ｂ及び可動側渦巻壁９ｂの最外周部との間には、吸入領域２１が形成されている。
【００３１】
フロントハウジング１内の吸入室７と吸入領域２１とは、フロントハウジング１の下部に形成された吸入通路２２によって互いに連通している。吸入室７内には、ステータ２３がフロントハウジング１の内周面に固定して設けられ、さらにステータ２３の内側にロータ２４が駆動軸１３に固定して設けられている。ロータ２４、ステータ２３及び駆動軸１３によってモータ機構が構成され、ステータ２３への通電によって駆動軸１３及びロータ２４が一体に回転されるようになっている。
【００３２】
また、フロントハウジング１の周壁の前端側には、図示しない蒸発器に配管によって接続される吸入口１ｃが貫通して形成されている。蒸発器は配管によって膨張弁及び凝縮器と接続されている。圧縮機、蒸発器、膨張弁及び凝縮器は車両用空調装置の冷凍回路を構成している。冷凍回路における低圧でかつ低温の冷媒ガス等は、吸入口１ｃから吸入室７及び吸入通路２２を経て吸入領域２１内に供給されるようになっている。
【００３３】
固定側基板５ｃの後端とリヤハウジング２の前端との間に吐出室８が形成されている。固定側基板５ｃの中央には吐出ポート５ｅが貫通して形成され、吐出ポート５ｅを介して圧縮室１９と吐出室８とが互いに連通している。また、固定側基板５ｃの後端には、吐出室８内において、吐出ポート５ｅを開閉するための図示しない吐出弁と、この吐出弁の開度を規制するリテーナ２５とが設けられている。
【００３４】
リヤハウジング２内には、吐出室８より後方に、車両に搭載された状態で上下方向に延びる油分離室２ａが形成されている。油分離室２ａと吐出室８との間には隔壁２ｂが設けられ、隔壁２ｂには油分離室２ａと吐出室８とを連通する吐出孔２ｃが貫通して形成されている。油分離室２ａ内には冷媒ガスに含まれる潤滑油を分離するためのオイルセパレータ２６が設けられている。オイルセパレータ２６は、円筒状をしており、油分離室２ａ内に嵌合状態で収容されている。吐出室８から吐出孔２ｃを通して油分離室２ａに導入された冷媒ガスは、オイルセパレータ２６による遠心分離によって潤滑油を分離させ、分離された潤滑油は落下して油分離室２ａに貯留されるようになっている。オイルセパレータ２６より上方に位置する油分離室２ａの上端は吐出口２ｄとされており、吐出口２ｄは冷凍回路の凝縮器に配管によって接続されている。
【００３５】
油分離室２ａの下端と吐出室８の下端とは給油口２ｅによって連通しており、吐出室８の下端は給気通路２７によって背圧室２０に連通している。給気通路２７は、固定スクロール５の外周壁５ｂを貫通する連通孔２７ａと、軸支部材４と可動スクロール９との間に介装されたプレート２８に形成され、背圧室２０まで円弧状に延びるスリット２７ｂとからなる。給気通路２７は吐出室８内の高圧の冷媒ガスを潤滑油とともに背圧室２０に供給する。
【００３６】
以上のように構成された圧縮機は次のように作動する。すなわち、車両の運転者の操作により、図１及び図２に示す駆動軸１３が回転駆動されると、図３及び図４に示すように、偏心ピン１６が第１軸Ｏ１周りの方向Ｒで旋回する。このとき、偏心ピン１６の外周面１６ａが軸受装置１８の内輪１８ｃの内周面１８ｅに沿って摺動及び転動することにより、内輪１８ｃが第３軸Ｏ３周りに自転しつつ旋回し、外輪１８ａが第３軸Ｏ３周りに旋回する。また、自転阻止ピン１０ａがリング１０ｃの内周面に沿って摺動及び転動するとともに、リング１０ｃが自転阻止孔１０ｂの内周面に沿って摺動及び転動する。そして、可動スクロール９は第３軸Ｏ３周りに公転する。この間、カウンターウェイト１７は、可動スクロール９の公転に伴う遠心力を相殺する役割をはたす。
【００３７】
そして、可動スクロール９の公転によって圧縮室１９が両スクロール５、９の渦巻壁５ｄ、９ｂの外周側から中央へと容積を減少しながら移動される。このため、冷媒ガス等は、蒸発器より吸入口１ｃから吸入室７及び吸入通路２２を経て吸入領域２１内に取り込まれ、さらに吸入領域２１から圧縮室１９内へと吸入されて圧縮される。吐出圧力まで圧縮された冷媒ガス等は、吐出ポート５ｅから吐出室８に吐出され、吐出孔２ｃを経て油分離室２ａ内へ取り込まれ、そこで潤滑油が分離される。冷媒ガスから分離された潤滑油は、オイルセパレータ２６から落下して油分離室２ａに貯留される。油分離室２ａに貯留された潤滑油は、若干の冷媒ガスとともに給気通路２７を経て背圧室２０に供給される。潤滑油の分離された冷媒ガス等は、オイルセパレータ２６から吐出口２ｄを経て凝縮器へ排出される。こうして、車両用空調装置の空調が行われる。
【００３８】
この際、図４に示すように、偏心ピン１６には回転力Ｆ１が作用し、回転力Ｆ１は圧縮室１９内の冷媒ガスの圧縮仕事に寄与する。このため、偏心ピン１６には回転力Ｆ１とは逆方向に圧縮反力Ｆ１’を受ける。また、偏心ピン１６には第３軸Ｏ３から第２軸Ｏ２に向かう駆動力Ｆ２が作用する。偏心ピン１６は、駆動力Ｆ２と回転力Ｆ１との差により、軸受装置１８に押付力Ｆ３を付与する。このため、この圧縮機では、固定スクロール５と可動スクロール９とのシール性が高められる。また、この圧縮機は、従来のブッシュを有さないことから、部品点数が少ないという長所を有している。
【００３９】
また、この圧縮機は、偏心ピン１６と可動スクロール９との間に従来のブッシュを設ける必要がないことから、小型であっても、偏心ピン１６を太く設計することができる。このため、偏心ピン１６の強度確保を実現し易い。
【００４０】
したがって、この圧縮機によれば、少ない部品点数と高いシール性とを両立でき、しかも小型化と強度確保とを実現し易い。特に、この圧縮機では、駆動軸１３、偏心ピン１６及びカウンターウェイト１７が一体であるため、部品点数の削減をより実現することができる。このため、この圧縮機は、軽量化及び小型化が容易になって車両への搭載性を向上させることができる。
【００４１】
また、この圧縮機は、ブッシュを採用しないことから、第２軸Ｏ２と第３軸Ｏ３との距離を比較的大きくすることができ、設計の自由度が増すとともに、積み上げ公差を減らすことも可能である。また、偏心ピン１６を太く設計することが可能であることから、駆動軸１３の材料の選定にも自由度が増す。このため、この圧縮機は、製造が容易になって製造コストの低廉化を実現することが可能である。
【００４２】
（実施例２）
実施例２の圧縮機は、図５に示すように、偏心ピン３０ａ及びカウンターウェイト３０ｂを構成する部品３０を駆動軸２９とは別体としている。そして、部品３０を駆動軸２９に圧入等によって固定することにより、偏心ピン３０ａ及びカウンターウェイト３０ｂを駆動軸２９に一体に固定している。他の構成は実施例１と同様である。
【００４３】
この圧縮機では、部品３０の種類を多くして種々の諸元のスクロール型圧縮機の製造を可能にしながら、駆動軸２９の汎用性を維持して製造コストの上昇を最低限にすることができる。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００４４】
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。例えば、軸受装置は転動子を用いたものでなく、プレーンベアリングであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、圧縮機、ポンプ等に利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
５…固定スクロール
９…可動スクロール
１３、１６、１８…駆動機構（１３…駆動軸、１６…偏心ピン、１８…軸受装置）
１０ｂ、１０ｃ、１０ａ…自転防止機構（１０ｂ…自転防止孔、１０ｃ…リング、１０ａ…自転防止ピン）
Ｏ１…第１軸
Ｏ２…第２軸
１６ａ…外周面
１８ｄ…外周面
１８ｅ…内周面
Ｏ３…第３軸
１７…カウンターウェイト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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